ifm electronic GmbH

Der Bodyshop ist ein Engpass: Eine Störung an dieser Stelle stoppt die komplette Produktion der Fahrzeuge.

Bild: Andreas Biniasch, IFM

Sensoren für die zustandsorientierte Wartung Diagnosesystem für die Produktionsstraße

28.02.2018

Maschinenausfälle in Produktionsstraßen können schnell einen Stopp der gesamten Fertigung nach sich ziehen. Die Umsetzung einer zustandsorientierten Wartung hilft dabei, solche ungeplanten Stillstände zu vermeiden. Das Beispiel eines italienischen Fahrzeugherstellers zeigt, wie ein umfassendes Diagnosesystem aus Sensoren und Software aussehen kann.

Sponsored Content

Iveco ist ein weltweiter Hersteller von LKWs und Nutzfahrzeugen. Im Werk Suzarra bei Mantua in Norditalien rollen täglich 250 Transporter vom Typ „Daily“ vom Band. In der Bodyshop genannten Produktionsstraße wird die Karosserie aus vorgestanzten Blechteilen mit Hilfe von Schweißrobotern zusammengesetzt.

Dazu muss die Karosserie die 100 Meter lange Fertigungsstraße durchlaufen. Ein neuralgischer Punkt, denn ein Stillstand an dieser Stelle würde die gesamte Produktion stoppen. Deshalb hat Iveco zusammen mit dem Sensorhersteller IFM ein umfassendes Diagnosesystem installiert. Es erlaubt eine zustandsorientierte Wartung und soll damit ungeplante Produktionsausfälle verhindern.

Am Anfang stand die Analyse, welche mechanischen Teile besonders kritisch in Bezug auf Verschleiß und Ausfall sind. An Fließbändern und Hebebühnen, genauer gesagt an ihren Lagern, entstehen die stärksten mechanischen Beanspruchungen. Ein Schadensfall an dieser Stelle hätte auch einen Produktionsstopp zur Folge. Um das System zu verbessern, entschied man sich bei Iveco daher für einen Wechsel. „Wir haben beschlossen, eine zustandsorientierte Wartung an der wichtigsten Linie im Karosseriewerk durchzuführen, da alle Varianten vom Transporter dort produziert werden“, sagt Amodio Cioffi, Maintenance Engineering Robot bei Iveco.

Zustandsbasierte Wartung

Im Bodyshop werden zunächst die Seitenteile an die Bodengruppe geführt. Danach werden die Querstreben angebracht und anschließend das Dach aufgesetzt. Die Transporte zu den Schweißstationen erfolgen vollautomatisch. Anschließend gehen die verschiedenen Rohkarosserievarianten in die Weiterverarbeitung. Um eine maximale Verfügbarkeit der Anlage zu gewährleisten, muss ein sich anbahnender Verschleiß von Maschinenkomponenten frühzeitig erkannt werden. „Was die Instandhaltung betrifft, sind wir von einer zyklusbasierten Wartung zu einer zustandsorientierten Wartung mit einer erheblichen Kosteneinsparung übergegangen“, erklärt Fabio Piccinelli, WCM Plant Support bei Iveco.

Die Umsetzung des dazu notwendigen Diagnosesystems sieht folgendermaßen aus: An sämtlichen mechanischen Anlageteilen sind Schwingungssensoren von IFM installiert worden. Die zylindrischen Sensoren vom Typ VSA werden direkt mit dem Gehäuse des jeweiligen Lagers oder Getriebes verschraubt. Die separat installierten Auswerteeinheiten VSE analysieren wiederum permanent das Schwingungsverhalten. Sie erkennen sich anbahnende Schäden durch Unwucht und geben rechtzeitig Alarm. „Alle installierten Sensoren helfen dem Wartungspersonal, den Verschleißzustand jeder Komponente in Echtzeit zu erkennen und eventuell notwendige Wartungsmaßnahmen einzuleiten, bevor ein echter Schaden auftritt“, erläutert Guiseppe Sotira, Body Shop Technical Engineering bei Iveco.

Schweißzangen überwachen

Eine zustandsorientierte Wartung geht aber weit über die Überwachung mechanischer Komponenten hinaus. Ein Beispiel ist die Überwachung der Kühlflüssigkeit in den Schweißzangen. Mögliche Fehlerquellen sind verstopfte Filter oder Leckagen. Hier überwachen die IFM-Sensoren SBY den Durchfluss und Sensoren vom Typ PN den Druck in den Leitungen. Das zentrale Kühlkreislaufsystem überwacht der Durchflusssensor SM. Das Druckluftsystem schließlich wird mit einem SD beobachtet. Auch kleinste Leckagen werden damit sicher erkannt.

Sämtliche Sensoren übertragen ihre Messwerte digital per IO-Link. Roberto Militello, zuständig für die Body Shop Maintenance bei Iveco, erklärt die zentralen Vorteile dieser Technik: „Das Messsignal wird im Sensor in digitale Daten umgewandelt und weitergeleitet. Darüber hinaus können wir die Schaltpunkte des Sensors für Voralarm und Alarm direkt vom Server aus programmieren, ohne an den Sensor vor Ort zu müssen. Wir können den Sensor im Server sehen und kalibrieren. Bei einem Austausch ist eine Programmierung nicht mehr erforderlich.“

Automatische Alarme

Als Software kommt der LR Agent zum Einsatz. Er sammelt die Daten der Sensoren und legt sie einer Microsoft SQL-Datenbank ab. Die Analyse und Darstellung dieser Daten übernimmt anschließend das Programm LR Smart­observer. Es überwacht und verwaltet die Messdaten aller Sensoren. Die Darstellungsmöglichkeiten der Parameter zeigen ein transparentes Abbild der kompletten Produktionsanlage. Jedes Ereignis ist exakt abzulesen. Meldungen wie Voralarme oder Alarme sendet das System per E-Mail. Damit wird die zustandsorientierte Wartung ermöglicht, die sich perfekt in das Konzept von Industrie 4.0 einbringt.

IFM hat das System für Iveco im laufenden Betrieb installiert, ohne die Produktion anhalten zu müssen. Im Parallelbetrieb konnte man das neue System ausgiebig testen. Guiseppe Sotira ist sich angesichts der Ergebnisse sicher: „Dank dieser Zusammenarbeit mit IFM ist Iveco bestens für Industrie 4.0 gerüstet.“

Bildergalerie

  • Schwingungssensoren überwachen sämtliche Lager und Antriebe. Verschleiß wird so frühzeitig erkannt.

    Bild: Andreas Biniasch, IFM

  • Die Kühlung der Schweißzangen überwachen IFM-Durchflusssensoren vom Typ SBY.

    Bild: Andreas Biniasch, IFM

  • Links sind die Auswerteeinheiten für die Schwingungssensoren angebracht, rechts die IO-Link-Master, die die Sensorsignale an die übergeordneten Systeme weiterleiten.

    Bild: Andreas Biniasch, IFM

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel